Cel mai performant şi mai fiabil cip de calcul cuantic ar putea echipa calculatoare de serie în curând
Cercetători britanici au anunţat că au dezvoltat cel mai performant şi mai fiabil cip pentru calculatoare cuantice şi că acesta ar putea fi integrat într-un calculator cuantic de serie până în 2027, transmite vineri Live Science.
Spre deosebire de cipurile cuantice tipice, noul cip foloseşte o unitate de control integrată pentru a regla starea qubiţilor şi poate fi produs în masă folosind procesele pentru fabricarea semiconductorilor convenţionali, potrivit stiripesurse.
Citește și : Moscova acuză YouTube că cenzurează conţinutul la comanda Washingtonului
Important pentru această tehnologie este modul în care sunt folosiţi qubiţii, unităţile fundamentale pentru păstrarea, procesarea şi transferul informaţiei în computerele cuantice.
O abordare este de a controla qubiţii prin tehnologia “capcanelor de ioni” (trapped-ion). Aceasta implică izolarea ionilor individuali într-un câmp electromagnetic – cunoscut drept capcană pentru ioni – şi folosirea unor lasere pentru a le controla cu precizie starea cuantică. Prin acest procedeu ionii pot fi manipulaţi şi folosiţi drept qubiţi pentru a păstra şi procesa informaţia cuantică.
Dacă tehnologia “capcanelor de ioni” este eficientă în menţinerea qubiţilor în stare stabilă, ea nu este practică din cauza complexităţii tehnologiei laser şi a costurilor pe care le implică.
Noul cip dezvoltat de laboratorul Oxford Ionics nu are nevoie deloc de lasere, folosind în schimb un sistem patentat denumit “Electronic Qubit Control” pentru a reglementa starea ionilor captivi. Toată tehnologia necesară pentru a controla qubiţii este integrată în pastila de siliciu şi astfel noul cip este mai fiabil şi mai uşor de produs în masă, conform unui comunicat al cercetătorilor.
În teste, noul cip a obţinut performanţe duble faţă de cipurile cuantice cele mai performante de până la el, folosind de zece ori mai puţini qubiţi, conform cercetătorilor care şi-au publicat rezultatele la 10 iulie în arhiva pre-print arXiv.
“Atunci când construieşti un computer cuantic, performanţa este la fel de importantă ca şi dimensiunea – creşterea numărului de qubiţi nu înseamnă nimic dacă aceştia nu produc rezultate exacte”, a declarat Tom Harty, co-autor al studiului şi fondator al Oxford Ionics.
“Am demonstrat că abordarea noastră a obţinut cea mai ridicată performanţă de până acum din domeniul calculatoarelor cuantice şi se află la nivelul necesar pentru a avea un impact comercial. Este un moment incredibil de emoţionant pentru echipa noastră şi pentru impactul pozitiv pe care calculatoarele cuantice îl vor avea asupra ansamblului societăţii”, a adăugat el.
În cadrul studiului, Oxford Ionics a produs o “capcană de ioni” cu diametrul de ordinul câtorva micrometri, ce a format baza cipului cuantic. Cercetătorii au măsurat performanţa cipului evaluând diferenţele dintre operaţiile pe care le putea desfăşura prin comparaţie cu operaţii teoretice ideale. Conform rezultatelor, acest cip a atins un nivel de fidelitate single-qubit gate de 99.9992% şi respectiv two-qubit gate de 99.97% – cele mai mari raportate de orice astfel de cip până în prezent, fără a necesita corecţii ale erorilor.
“De la început, am avut o abordare de tip ‘rachetă’ – concentrându-ne pe construcţia unei tehnologii robuste prin rezolvarea cu prioritate a celor mai dificile provocări”, a declarat şi Chris Ballance, co-autor, co-fondator şi CEO al Oxford Ionics. “Acest lucru a presupus folosirea unei fizici noi şi a ingineriei smart pentru a dezvolta cipuri de qubiţi scalabile, de înaltă performanţă, care nu au nevoie de corecţii ale erorilor pentru a fi folosite în aplicaţii utile şi care pot fi controlate pe un cip semiconductor clasic (…) Acum ne putem concentra pe comercializarea tehnologiei noastre”, a adăugat el.
Oxford Ionics va oferi arhitectura acestui cip Centrului Naţional de Calcul Cuantic din Marea Britanie (NQCC), în cadrul programului de testare Quantum Computing Testbed.
